通用版2019版高考化學二輪復習5個解答題之1工藝流程綜合題含解析.docx

工藝流程綜合題歷年真題集中研究明考情1(2018全國卷)我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示：相關(guān)金屬離子c0(Mn)0.1 molL1形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：金屬離子Fe3Fe2Zn2Cd2開始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列問題：(1)焙燒過程中主要反應的化學方程式為_。(2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有_；氧化除雜工序中ZnO的作用是_，若不通入氧氣，其后果是_。(3)溶液中的Cd2可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應的離子方程式為_。(4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應式為_；沉積鋅后的電解液可返回_工序繼續(xù)使用。把脈考點第(1)問考查陌生化學方程式的書寫第(2)問考查反應過程中的除雜、反應條件的控制第(3)問考查離子方程式的書寫第(4)問考查電極反應式的書寫、原料的循環(huán)利用解析：(1)閃鋅礦的主要成分是ZnS，所以高溫焙燒過程中主要反應的化學方程式為ZnSO2ZnOSO2。(2)閃鋅礦焙燒后的主要成分變?yōu)閆nO，還存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀H2SO4后，發(fā)生一系列化學反應：ZnOH2SO4=ZnSO4H2O、Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O、CdOH2SO4=CdSO4H2O、PbOH2SO4=PbSO4H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下來，所以濾渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除雜工序中ZnO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH在2.86.2，使Fe3完全轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液中的Fe2轉(zhuǎn)化為Fe3，有利于除雜，若不通入O2，無法除去溶液中的雜質(zhì)Fe2。(3)溶液中的Cd2與加入的Zn粉反應而被除去，反應的離子方程式為ZnCd2=Zn2Cd。(4)電解ZnSO4溶液制備單質(zhì)Zn時，陰極放電的是Zn2，電極反應式是Zn22e=Zn。沉積鋅后的溶液應該是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循環(huán)使用。答案：(1)ZnSO2ZnOSO2(2)PbSO4調(diào)節(jié)溶液的pH無法除去雜質(zhì)Fe2(3)Cd2Zn=CdZn2(4)Zn22e=Zn溶浸2(2017全國卷)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下：回答下列問題：(1)“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時，所采用的實驗條件為_。(2)“酸浸”后，鈦主要以TiOCl形式存在，寫出相應反應的離子方程式：_。(3)TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40 min所得實驗結(jié)果如下表所示：溫度/3035404550TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率/%9295979388分析40 時TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因_。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為4，其中過氧鍵的數(shù)目為_。(5)若“濾液”中c(Mg2)0.02 molL1，加入雙氧水和磷酸(設溶液體積增加1倍)，使Fe3恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3)1.0105 molL1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？_(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.31022、1.01024。(6)寫出“高溫煅燒”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式：_。把脈考點第(1)問考查原料的處理與反應條件的控制第(2)問考查陌生離子方程式的書寫第(3)問考查化工原理分析第(4)問考查化學鍵第(5)問考查Ksp的相關(guān)計算第(6)問考查陌生化學方程式的書寫解析：(1)從圖像直接可以看出，當鐵的浸出率為70%時對應的溫度、時間分別為100 、2 h和90 、5 h。(2)解答陌生離子方程式的書寫，首先要根據(jù)題意判斷反應前后元素化合價的變化(反應前后Ti、Fe、H、Cl四種元素化合價沒有變化)來推斷離子反應類型(非氧化還原反應)，再根據(jù)題意寫反應前后的參與反應的物質(zhì)：FeTiO3HClFe2TiOCl，再根據(jù)電荷守恒進行配平FeTiO34H4ClFe2TiOCl，最后根據(jù)元素守恒可知生成產(chǎn)物中有H2O，則補水后可得FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl2H2O，即是要求的離子方程式。(3)聯(lián)系化學反應速率、雙氧水和氨水性質(zhì)分析轉(zhuǎn)化率。這類問題要從兩個角度分析，即低于40 時，隨著溫度的升高，反應速率加快；高于40 時，氨水揮發(fā)速率加快、雙氧水分解速率加快，導致反應物濃度降低，結(jié)果轉(zhuǎn)化率降低。(4)鋰元素在化合物中只有一種化合價(1)，過氧鍵中氧顯1價，其余的氧為2價，由化合物中元素化合價代數(shù)和等于0，設Li2Ti5O15中2價、1價氧原子個數(shù)分別為x、y，有：解得x7，y8。所以，過氧鍵數(shù)目為4。(5)分兩步計算：計算鐵離子完全沉淀時磷酸根離子濃度。c(Fe3)c(PO)Ksp(FePO4)，c(PO) molL11.31017molL1?；旌虾螅芤褐墟V離子濃度為c(Mg2)0.01 molL1，c3(Mg2)c2(PO)0.013(1.31017)21.71040KspMg3(PO4)2，沒有磷酸鎂沉淀生成。(6)草酸中碳為3價，高溫煅燒過程中鐵的化合價降低，碳的化合價升高，有CO2生成。答案：(1)100 、2 h,90 、5 h(2)FeTiO34H4Cl=Fe2TiOCl2H2O(3)低于40 ，TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應速率隨溫度升高而增加；超過40 ，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應速率下降(4)4(5)Fe3恰好沉淀完全時，c(PO) molL11.31017molL1，則c3(Mg2)c2(PO)值為0.013(1.31017)21.71040氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑還原產(chǎn)物。在適宜的條件下，用氧化性(還原性)較強的物質(zhì)可制備氧化性(還原性)較弱的物質(zhì)，用于比較物質(zhì)的氧化性或還原性的強弱。(3)優(yōu)先律多種氧化劑與一種還原劑相遇，氧化性強的首先得電子被還原。多種還原劑與一種氧化劑相遇，還原性強的首先失電子被氧化。(4)價態(tài)律元素處于最高價，只有氧化性(如KMnO4中的Mn)；元素處于最低價，只有還原性(如S2、I)；元素處于中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性(如Fe2、S、Cl2等)。(5)轉(zhuǎn)化律同種元素不同價態(tài)之間發(fā)生氧化還原反應時，高價態(tài)低價態(tài)中間價態(tài)；價態(tài)相鄰能共存、價態(tài)相間能歸中，歸中價態(tài)不交叉、價升價降只靠攏。3氧化還原反應方程式的配平流程基礎小練2配平下列方程式。(1)_FeS2_O2_Fe2O3_SO2(2)_HCl(濃)_MnO2_Cl2_MnCl2_H2O(3)_Cu_HNO3(稀)=_Cu(NO3)2_NO_H2O(4)_KI_KIO3_H2SO4=_I2_K2SO4_H2O(5)_MnO_H_Cl=_Mn2_Cl2_H2O(6)_S_KOH=_K2S_K2SO4_H2O(7)_P4_KOH_H2O=_K3PO4_PH3(8)_P_FeO_CaO_Ca3(PO4)2_Fe答案：(1)41128(2)41112(3)38324 (4)513333(5)21610258 (6)48314(7)29335 (8)253153(1)完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式：ClOFe2_=ClFe3_(2)完成以下氧化還原反應的離子方程式：MnOC2O_=Mn2CO2_(3)請配平下面反應的化學方程式：NaBO2SiO2NaH2=NaBH4Na2SiO3(4)將NaBiO3固體(黃色，微溶)加入 MnSO4和H2SO4的混合溶液里，加熱，溶液顯紫色(Bi3無色)。配平該